NO891918L - Gjoedningsmiddel, fremgangsmaate for dets fremstilling og anvendelse av midlet. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en bakteriell biomasse, en fremgangsmåte for dets fremstilling og anvendelse derav i et organisk gjødningsmiddel. Den bakterielle biomasse i samsvar med oppfinnelsen er avledet fra det flytende organiske avfallsprodukt som oppnås ved en antibiotisk gjæringsprosess. Det flytende organiske avfallsprodukt, som i det følgende benevnes den flytende fase, refererer til væskekomponenten ved en antibiotisk gjæring, hvorfra det antibiotiske middel er blitt isolert og fjernet. Den bakterielle biomasse i samsvar med oppfinnelsen fremstilles ved å underkaste den såkalte flytende fase for en ytterligere gjæring. Eventuelt kan de flytende organiske avfallsprodukter fra forskjellige gjæringsprosesser kombineres med den flytende fase før den ytterligere gjæring.

Gjødningsmiddelet i samsvar med oppfinnelsen omfatter en blanding av bakteriell biomasse og et kalium-magnesiumgjød-ningsmiddel som tjener som et kalium- og magnesiumsupplement til den bakterielle biomasse. Gjødningsmiddelet er særlig egnet for skogplantninger inneholdende bartrær (coniferae) som gran (picea), furu (abies) o.l., gjenoppdyrking og for å forbedre alpine gressganger.

Anvendelse av avfallsprodukter fra penicillingjæring for fremstilling av forskjellige produkter er beskrevet i lit-teraturen. BE 505.453 beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av gjødningsmidler hvor avfallsprodukter fra penicil-lingj æring, som har en sterk fermenterende virkning på cellulose, anvendes for fremstilling av kompost. DD 139.083 beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av et penicil-linfritt tørt myceliumprodukt, som kan tjene som et fSrtilset-ningsmiddel, gjødningsmiddel eller kilde for nitrogen for gjæringsprosesser. Ved denne prosess blir myceliet suspendert i vann, hvoretter suspensjonen bringes til pH >5 med mineral-syre. Denne vandige myceliumsuspensjon underkastes deretter forstøvningstørking ved 150 til 300°C. EP 60.407 beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av penicillinfri myceliummasser fra penicillinproduksjonskulturer (= fuktig mycelium), hvor restinnholdet av penicillin fjernes på en slik måte at det fuktige mycelium underkastes anaerob melkesyregjæring under anvendelse av penicillinresistent lactobacilli. En ytterligere mulighet for anvendelse av avfallsprodukter fra penicillingjæring er beskrevet i GB 649.818. Her tilsettes de faste gjæringsrester til næringsmidler for å frembringe f.eks. vitamin B12 eller riboflavin. Produksjonen av fSrtilset-ningsmidler avledet fra penicillingjæring er kjent. US 3.928.642 beskriver således en fremgangsmåte hvor myceliumav-fallsprodukter fra penicillinfremstilling oppvarmes under trykk til 140 til 200°C og deretter tørkes, for anvendelse som fortilsetningsmidler.

Bruk av avfallsvann og slurrier av forskjellige opprinnelser og sammensetninger for fremstilling av gjødningsmidler foretas over hele verden. Et problem er imidlertid med bruk av avfallsvann ved at skadelige materialer fjernet fra avfalls-vannet generelt blir konsentrert i den såkalte slurry. En fremgangsmåte for å håndtere dette problem er omhandlet i DE 2.617.964 hvor slurrien blandes med brent kalk hvoretter denne blanding kan anvendes som et fullstendig gjødningsmiddel.

Inkludering av bakterier for å nedbryte avfallsvannprodukter er også kjent. JP Kokai 61/40.886 beskriver fremstilling av et organisk gjødningsmiddel ved fremstilling av vegetabilske avfallsprodukter, en rå kloakkake og sagflis, med aeorobe bakterier.

Anvendelse av avfallsvann fra den biokjemiske og petroleums-raffineringsindustrien er beskrevet i JP Kokai 70/14.091. Her dyrkes fotosyntesebakterier for bruk i gjødningsmidler i oppløsninger som inneholder forskjellige organiske salter, natriumsalter av lavere fettsyrer, og avfallsvann fra de ovennevnte industrier.

Flytende organiske avfallsprodukter som slurrier fra kommunale kloakkanlegg eller kompost fra søppel er typisk forurenset med tungmetaller og andre skadelige materialer. I motsetning dertil er den bakterielle biomasse i samsvar med oppfinnelsen hovedsakelig fritt for tungmetaller og andre skadelige materialer, ettersom de materialer som anvendes ved den ytterligere gjæring oppnås fra sterile prosesser. Bare uskadelige råmaterialer, (f.eks. soyamel, forskjellige sukker-typer, sporelementer og vitaminer) anvendes for gjæring av de aktive materialer (f.eks. antibiotika, proteaser). Følgelig har heller ikke den bakterielle biomasse fremstilt ved den ytterligere gjæring noen uønskede tungmetaller eller andre skadelige materialer. En ytterligere fordel ved de bakterielle biomasser i samsvar med oppfinnelsen er det høye innhold av næringsstoffer. Innholdet av næringsstoffer er mange ganger så stort som i kommunale slurrier og søppelkomposter.

Den spesielle egenskap av gjødningsmiddelet inneholdende bakterielle biomasser i samsvar med oppfinnelsen kan sees i deres virkning på mikroorganismene og mindre invertebrater i jordbunnen. Det kan vises under laboratoriebetingelser at åndedrettsaktiviteten av bakterier og fungi i jordbunnen økes betraktelig. Etter 21 døgn er aktiviteten fremdeles mer enn det dobbelte av aktiviteten av ugjødslet kontrolljordbunn. Utendørs opprettholdes den økte aktivitet i mer enn ett år påvist ved tilsvarende tester. Invertebratene drar også mer nytte av gjødningsmiddelet inneholdende bakterielle biomasser i samsvar med oppfinnelsen enn med uorganiske gjødningsmidler. Antallet nematoder er fire ganger høyere enn etter uorganisk gjødsling og 20 0 ganger høyere enn i ugjødslet areal.

En særlig egnet anvendelse for gjødningsmiddelet i samsvar med oppfinnelsen er på alpine gressganger og skibakker. Dette innbefatter at kommersielle gjødningsmidler som f.eks. stabil gjødsel, gjødselvann eller flytende urin erstattes. Disse kan bare påføres ganske nær bygninger i de alpine gressganger eller skibakker. Et tørket gjødningsmiddel inneholdende bakteriell biomasse kan imidlertid lett transporteres og kan derfor anvendes på dårlig tilgjengelig terreng.

Videre kan også gjødningsmiddelet med bakteriell biomasse anvendes for revitalisering av skogplantninger, særlig furu og granplantninger, som har begrenset vitalitet som en følge av uriktig behandling og/eller miljøpåkjenninger. Store deler av skog har hatt sin vitalitet nedsatt ved monokultivering, skogsbeiting, fjernelse av skogsavfall og i de siste tiår særlig forurensning med skadelige materialer. Samlingen av alle disse faktorer er oppsummert ved betegnelsen "skogsdød".

Det er mange grunner til skogsdød. Nøyaktig vitenskapelig bevis for at et bestemt skadelig material eller en spesifikk behandlingsmetode skulle være den eneste grunn er hittil ikke blitt funnet. Klimaet (tørke, frost, etc.) nevnes også ofte som en kildefaktor.

En særlig skadelig virkning bevirkes ved tilsetning av nitrater. Opp til 5 0 kg/ha er blitt målt på ugunstig utsatte områder og bevirker en næringsstoffubalanse i jordbunnen. En overskuddstilførsel av nitrogen fører til mobilisering av alle de resterende næringsstoffer og i avhengighet av lokalitetene fører dette til slutt til uttømmelse av individuelle nærings-elementer. Defisiensteorien for magnesium er veldokumentert.

I alle tilfeller kan en forbedring i helsetilstanden oppnås ved å påføre magnesium ved gjødsling på nytt.

En ytterligere vesentlig grunn til skogsdød kan ses i den økede forsuring av skogsjordbunnen. Økningen i svovelinnhold og nitratinnhold er ansvarlig for noe av skaden. Følgen av skaden er økt erosjon av kalsium, magnesium og kalium. I tillegg blir livsbetingelsene for jordbunnsbakterier og jordbunnsfungi forverret.

Oksydasjonsmidler er også ansett som grunn til skade. Selv om det hittil ikke har vært mulig å finne nøyaktig bevis er det mye understøttelse for den teori at ozon spiller en rolle i de nedbrytende betingelser for skogene.

Nylig har biologiske og epidemiologiske faktorer i sterkere grad blitt tatt i betraktning. Samling av rå humus fører til den konklusjon at det er redusert aktivitet av mikroorganismer og små invertebrater. Med denne restriksjon blir det et brudd i næringssyklusen. Næringsstoffmangelen bevirket ved erosjon økes også.

En skog er således bare sunn og levende hvis ingen skadelige materialer innføres og jordbunnen inneholder alle næringsstoffer i tilstrekkelige mengder. Videre er energisk jord-bunns flora nødvendig, for bare på denne måte reagerer næringsstoffene riktig. Som det er kjent er symbiosen mellom mycorrhiza fungus og planterøttene av vesentlig betydning for skogstrær.

En passende metode for fremstilling av bakteriell biomasse for bruk i gjødningsmiddelet i samsvar med oppfinnelsen er som følger: En typisk antibiotisk gjæringsvæske består av en faststoff-komponent som inneholder f.eks. en fungus og en væskekomponent som inneholder det antibiotiske middel. Den faste komponent kan separeres fra den flytende komponent ved hjelp av hvilke som helst konvensjonelle separasjonsmidler, som f.eks. ved sentrifugering. Antibiotikumet blir så isolert og fjernet fra den flytende komponent ved kjente metoder, f.eks. ved ekstrak-sjon med et organisk løsningsmiddel som butylacetat, for å gi den såkalte flytende fase. Den flytende fase behandles med et passende nøytraliserende middel som f.eks. en kalsiumhydroksyd-oppløsning for å bevirke nøytralisering. Eventuelt kan den flytende fase kombineres med de flytende organiske avfallsprodukter fra forskjellige gjæringsprosesser. Slike ytterligere flytende organiske avfallsprodukter tjener som ytterligere kilder for næringsstoffer og bakterier.

Den flytende fase underkastes deretter en ytterligere gjæring i en passende beholder, f.eks. et omrørt gjæringskar. Under gjæringsprosessen blir den flytende fase passende holdt ved vanlig temperatur eller litt derover, f.eks. 25 til 35°C. Foretrukket holdes temperaturen konstant ved 30°C. Oksygen tilføres gjæringskaret ved hjelp av konvensjonelle midler, f.eks. ved innføring av luft. Luft kan innføres i en takt avhengig av den spesielle sammensetning av filtratet, men vil typisk være i området 5 til 10 m<5>luft pr. time pr. m<5>gjæringsvolum, mer typisk omtrent 7 m<3>pr. time pr. m<5>gjæringsvolum. Luften, i tillegg til at den er en oksygen-kilde, er en kilde for bakterier for gjæringsprosessen. Bakteriepopulasjonen tilstede i gjæringskaret forbruker de tilgjengelige næringsstoffer og danner den bakterielle biomasse i samsvar med oppfinnelsen.

Etter en oppholdstid på 20 til 24 timer oppnås utfelling av den bakterielle biomasse ved å tilsette et fellingsmiddel som f. eks. FeClSC>4, 1 en mengde på omtrent 5 til 10 1 41 % oppløsning/m<5>gjæringsvolum. Separering gjennomføres ved hjelp av hvilken som helst passende separeringsteknikk, f.eks. ved dekantering. Den separerte fuktige bakterielle biomasse inneholder typisk omtrent 85 % restvann, slik at ytterligere transport til en tørke kan foregå under anvendelse av en tykkslurrypumpe. I en passende tørke, som f.eks. en tørke med roterende skiver (kompakttørke) kan vanninnholdet reduseres til 3 til 6 %. Det tørre produkt av bakteriell biomasse oppvarmes så til en temperatur på omtrent 130 til 150°C i en tid på fire til åtte timer. Den bakterielle biomasse blir ytterligere behandlet i en pelletiseringsinnretning til et knusbart granulat.

Den flytende fase fra en hvilken som helst konvensjonell antibiotikagjæringsprosess kan anvendes ved oppfinnelsen, selv om væskefasen fra en penicillingjæringsprosess foretrekkes. Passende kilder for flytende organiske avfallsprodukter som eventuelt kan kombineres med den flytende fase er forskjellige antibiotiske gjæringsprosesser, som f.eks. cefalosporin- og kloramfenikolgjæring, så vel som protease- og cyklosporin-gjæringer.

For balansering av næringsstoffene blir kalium-magnesium-gjødningsmiddel innblandet i den bakterielle biomasse. Gjødningsmiddelet i samsvar med oppfinnelsen inneholder derved fra omtrent 9 0 til 9 6 vekt% bakteriell biomasse og fra omtrent 4 til 10 vekt% kalium-magnesiumgjødningsmiddel. Foretrukket inneholder gjødningsmiddelet omtrent 94 % bakteriell biomasse og 6 % kalium-magnesiumgjødningsmiddel. Et passende kalium-magnesiumgjødningsmiddel er tilgjengelig under betegnelsen "Patentkali". Eventuelle granuleringsmidler som f.eks. omtrent 1 % animalsk fett, f.eks. stearinsyre, kan også tilsettes.

Tilførselmengden av gjødnijngsmiddelet i samsvar med oppfinnelsen er avhengig av forskjellige faktorer, inklusive jordbunnskvaliteten. Generelt oppnås tilfredsstillende resultater ved påføring av 500 til 25 00 kg gjødningsmiddel pr. hektar pr. år.

Gjødningsmiddelet i samsvar med oppfinnelsen har gjennom-snittlig følgende vektmessige sammensetning:

Denne analyse viser at det ikke er noen tungmetallproblemer, og at innholdet av gunstige komponenter er tilstrekkelig. Som med de fleste organiske gjødningsmidler kan den nøyaktige sammensetning av gjødningsmiddelet variere noe.

I de etterfølgende eksempler er flere anvendelser av gjød-ningsmiddelet i samsvar med oppfinnelsen vist.

Eksempel 1: Gjødsling av alpin gressgang:

Gressutbytte ( tørrsubstans) i decitonn/ hektar.

Gressutbyttet refererer til den tørre vekt av gress (i det følgende benevnt som tørrsubstans DS) som vokste på de alpine gressganger. Testene viser at gjødningsmiddelet i samsvar med oppfinnelsen omfattende bakteriell biomasse og et kalium-magnesiumgjødningsmiddel er meget egnet for å forbedre utbyttet fra alpine gressganger. Effektiviteten av gjødningsmiddelet kan sammenlignes med effektiviteten av stabil gjødning og har den ytterligere fordel at den lille mengde som behøves (0,75 t BBM sammenlignet med 19 t stabil gjødsel) letter transporten til fjerne eller vanskelig tilgjengelige områder med gressganger. Bortsett fra den gunstige virkning på utbyttet er gressganger som er er behandlet med gjødningsmidler i samsvar med oppfinnelsen fordelaktig for gressende kveg idet det er iakttatt at områder behandlet med gjødningsmiddel i samsvar med oppfinnelsen er tiltrekkende for gressende kveg.

Eksempel 2: Gjødsling av granplanter ( innendørs drivhus)

Ugjød- Uorganisk

slet gjødning<*>BBM; ; Rotdeksel: 1 = tykk, 5 = tynn.;Rotnettverk: 1 = jevnt, intensivt, 5 = ujevnt, ekstensivt. ;Eksempel 3: Gjødsling av plantefelt for nv skoasdannelse i ;stor høvde:;Utviklingstilstand av planter; ; Ved sammenligning av resultatene med gjødsling under anvendelse av omtrente ekvivalente mengder nitrogen (f.eks. 30 g uorganisk gjødningsmiddel (12 % N), 60 g BBM (5,5 % N)), er de overlegne egenskaper av BBM tydelige. F.eks., mens rotmassen reduseres av det uorganiske gjødningsmiddel, økes den totale vekt med opp til 20 % ved anvendelse av BBM. Antallet sideskudd økes også under anvendelse av BBM, sammenlignet med den ugjødslede kontroll. Den tynne rotdekning og nettverket av røtter forbedres også, særlig ved sammenligning med det uorganiske gj ødningsmiddlel. ;Eksempel 4: Gjødsling av skibakker:;GLungezer (Østerrike) 1600 - 1800 m over havflaten, jorddekning i %<*>.

I motsetning til det uorganiske gjødningsmiddel frembringer BBM en saktere men konstant økning i jordbunnsdekningen. Allerede det annet år er overlegenheten av gjødningsmiddelet i samsvar med oppfinnelsen synlig.

Claims (10)

1. Gjødningsmiddel hovedsakelig fritt for tungmetaller, karakterisert ved at det omfatter en blanding av bakteriell biomasse og kalium-magnesiumgjødningsmiddel, hvor den bakterielle biomasse er fremstilt ved ytterligere gjæring av den flytende fase oppnådd ved en antibiotisk gjæringsprosess .

2. Gjødningsmiddel som angitt i krav 1, karakterisert ved at blandingen på vektbasis omfatter 90 til 97 % tørr masse, minst 55 % organisk substans, 4,9 til 6,1 % organisk bundet nitrogen, 3,9 til 5 % P2 O5 , 2,9 til 3,7 % K2 0, 7 til 9 % CaO og 0,8 til 1,4 % MgO.

3. Gjødningsmiddel som angitt i krav 1, karakterisert ved at det omfatter en blanding av omtrent 94 % bakteriell biomasse og 6 % kalium-magnesium-gj ødningsmiddel.

4. Gjødningsmiddel som angitt i krav 1, karakterisert ved at det antibiotiske middel er penicillin.

5. Fremgangsmåte for fremstilling av en bakteriell biomasse, karakterisert ved å behandle den flytende fase oppnådd ved en antibiotisk gjæringsprosess med et nøytralise-rende middel og å underkaste den flytende fase for en ytterligere gjæring for å frembringe den nevnte bakterielle biomasse.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at den omfatter trinnet med å kombinere den nevnte flytende fase med det organiske avfallsprodukt fra en forskjellig fermeteringsprosess før den nevnte ytterligere fermetering.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at den ytterligere gjæring gjennomføres ved omtrent 3 0°C i nærvær av oksygen.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at det som antibiotikum anvendes penicillin.

9. Fremgangsmåte for gjødsling av alpine gressganger eller skibakker eller for revitalisering av skogplantninger, karakterisert ved at gjødningsmiddelet som angitt i krav 1 påføres de nevnte alpine gressganger, skibakker eller skogsplantninger.

10. Bakteriell biomasse fremstilt ved hjelp av fremgangsmåten i krav 5.